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I.E. “NUESTRA SEÑORA DEL ROSARIO”
CHICLAYO
LABORATORIO DE FÍSICA
QUINTO GRADO
I.E. “NUESTRA SEÑORA DEL ROSARIO”
CHICLAYO
Marco Teórico:
La Cinemática es la rama de la mecánica clásica que estudia las leyes del movimiento de
los cuerpos sin tener en cuenta las causas que lo producen, limitándose, esencialmente, al
estudio de la trayectoria en función del tiempo.
En la Cinemática se utiliza un sistema de coordenadas para describir las trayectorias,
denominado sistema de referencia. La velocidad es el ritmo con que cambia la posición
un cuerpo. La aceleración es el ritmo con que cambia su velocidad. La velocidad y la
aceleración son las dos principales cantidades que describen cómo cambia su posición
en función del tiempo.
Los elementos básicos de la Cinemática son: espacio, tiempo y móvil.
Espacio absoluto; es decir, un espacio anterior a todos los objetos materiales e
independientes de la existencia de estos. Este espacio es el escenario donde
ocurren todos los fenómenos físicos, y se supone que todas las leyes de la física se
cumplen rigurosamente en todas las regiones de ese espacio.
Tiempo absoluto que transcurre del mismo modo en todas las regiones del Universo
y que es independiente de la existencia de los objetos materiales y de la
ocurrencia de los fenómenos físicos.
Móvil más simple que podemos considerar es el punto material o partícula.
El movimiento trazado por una partícula lo mide un observador respecto a un sistema de
referencia. Desde el punto de vista matemático, la Cinemática expresa cómo varían las
coordenadas de posición de la partícula (o partículas) en función del tiempo. La función
que describe la trayectoria recorrida por el cuerpo (o partícula) depende de la velocidad
(la rapidez con la que cambia de posición un móvil) y de la aceleración (variación de la
velocidad respecto del tiempo).
Si la aceleración es nula, da lugar a un movimiento rectilíneo uniforme y la
velocidad permanece constante a lo largo del tiempo.
Si la aceleración es constante con igual dirección que la velocidad, da lugar al
movimiento rectilíneo uniformemente acelerado y la velocidad variará a lo largo
del tiempo.
Si la aceleración es constante con dirección perpendicular a la velocidad, da
lugar al movimiento circular uniforme, donde el módulo de la velocidad es
constante, cambiando su dirección con el tiempo.
Cuando la aceleración es constante y está en el mismo plano que la velocidad y
la trayectoria, tenemos el caso del movimiento parabólico, donde la componente
de la velocidad en la dirección de la aceleración se comporta como un
movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, y la componente perpendicular
se comporta como un movimiento rectilíneo uniforme, generándose una
trayectoria parabólica al componer ambas.
LABORATORIO DE FÍSICA
QUINTO GRADO
Cuando la aceleración es constante pero no está en el mismo plano que la
velocidad y la trayectoria, se observa el efecto de Coriolis.
En el movimiento armónico simple se tiene un movimiento periódico de vaivén,
como el del péndulo, en el cual un cuerpo oscila a un lado y a otro desde la
posición de equilibrio en una dirección determinada y en intervalos iguales de
tiempo. La aceleración y la velocidad son funciones, en este caso, sinusoidales del
tiempo.
APRENDIZAJE ESPERADO:
Interpreta el Principio de Interdependencia de Galileo Galilei en la combinación de dos
MRU haciendo uso de las TIC.
MARCO TEÓRICO:
MRU: Es rectilíneo cuando el móvil describe una trayectoria recta, y es uniforme cuando su
velocidad es constante en el tiempo, dado que su aceleración es nula.
El MRU (movimiento rectilíneo uniforme) se caracteriza por:
Movimiento que se realiza sobre una línea recta.
Velocidad constante; implica magnitud y dirección constantes.
La magnitud de la velocidad recibe el nombre de celeridad o rapidez.
Aceleración nula.
INSTRUCCIONES:
Realiza las tabulaciones completando los cuadros según los datos obtenidos en las
simulaciones.
Cambia los valores de la velocidad de la corriente y de la moto e inicia la simulación.
Observa el recorrido, trayectoria, velocidades después de un tiempo de 15 s.
I. CRUZANDO EL RÍO A FAVOR O EN CONTRA DE LA CORRIENTE
V. corriente (m/s) v. moto (m/s) θ VR ( m/s ) t (s) x (m) y ( m)
5 5
0º
10 15 149 0
5 10 15 15 225 0
10 5 15 15 225 0
-5 5 0 15 0 0
-10 5 5 15 -75 0
-10 15 5 15 75 0
Responde:
1. ¿Cómo se desplaza la moto respecto a las aguas del río?
Se desplaza a favor del rio de modo horizontal, excepto cuando la velocidad del
rio es negativa.
2. ¿Por qué la posición "y ( m) " es cero?
Porque el ángulo no tiene valor, osea que la proa tiene 0º, además de que su
desplazamiento es de forma horizontal y no cruza de forma vertical.
3. ¿Qué pasa cuando se aumenta la velocidad de la moto?
Va más rápido y la velocidad en “X” aumenta.
4. ¿Qué sucede cuando cambia la dirección de la corriente? ¿Cómo es el
desplazamiento de la moto?
La moto se le dificulta el avance a su dirección, el desplazamiento es difícil, ya que
tiene que luchar contra la corriente.
5. ¿Qué pasa cuando la moto viaja en dirección contraria a la corriente pero con la
misma rapidez?
Se queda estática (permanece en la misma posición) así pase el tiempo.
6. ¿Qué pasa cuando la velocidad de la corriente es mayor a la velocidad de la
moto y en sentido contrario a la moto?
Si la corriente tiene una velocidad mayor y en sentido contrario a la de la moto,
hace que la moto vaya en dirección de las aguas del rio.
7. Si aumentas la velocidad de la moto ¿Cómo es el espacio recorrido en función a
los anteriores?
El espacio recurrido es mucho mayor.
MARCO TEÓRICO:
Movimiento compuesto: en la práctica se presenta Con mucha frecuencia los
movimientos combinados. así por ejemplo:
Desde el borde de una mesa dejemos caer una esfera, indudablemente la esfera caerá
con movimiento variado y siguiendo la dirección de la vertical. Si por el contrario
colocamos la esfera antes del borde y lo impulsamos hacia adelante, observaremos en
primer plano que se mueve con movimiento rectilíneo y uniforme si la mesa es horizontal (y
consideramos que no hay rozamiento). En segundo plano veremos que, al llegar al borde,
no cae en la dirección de la vertical sino un poco más delante de ella.
INDICACIÓN:
Cambia los valores de velocidad de la moto y de la corriente según el cuadro.
Cambia el ángulo de la proa. Haz funcionar la simulación. Observa trayectoria,
velocidades. -Completa cuadro
II. CRUZANDO EL RÍO PERPENDICULARMENTE
v. corriente (m/s) v. moto (m/s) θ vR (m/s) t (s) x (m) y (m)
5 5 90º 7.07 22.2 111 111
5 5 37º-38º 9.48 - 9.46 31.6 268.6 110.6
5 5 50º 9.06 27.7 221.6 110.8
5 5 63º 8.53 24.6 172.2 110.7
5 5 125º 7.07 22.2 111 111
Responde:
1. ¿Cómo es el desplazamiento de la moto cuando el ángulo es 90º?
Debido a la corriente el desplazamiento es diagonal
2. ¿Cómo es el desplazamiento en "x" e "y" y el tiempo cuando el ángulo el 37º - 38º?
El desplazamiento en “x” es 126 y en “Y” es 52 cuando el tiempo es 15.
3. ¿Cómo es el desplazamiento en "x" e "y" y el tiempo cuando el ángulo aumenta
(50º y 63º)?
El desplazamiento cuando es 50º en “x” es 120 y en “y” 60, y cuando es 63º en “x”
es 105 y en “y” 67.5 y el tiempo es el mismo.
4. ¿Cómo debería ser el ángulo para qué el espacio desviado por la corriente
disminuya?
165º o 170º
I.E. “NUESTRA SEÑORA DEL ROSARIO”
CHICLAYO
APRENDIZAJE ESPERADO:
Interpreta el Principio de Interdependencia de Galileo Galilei en la combinación de MRU
Y MRUV haciendo uso de simuladores.
MARCO TEORICO:
PRINCIPIO DE INDEPENDENCIA DE LOS MOVIMIENTOS: Fue anunciado por Galileo Galilei,
y establece que:"los movimientos componentes en un movimiento compuesto, se
desarrollan independientemente uno de otro, es decir. el desarrollo de un, movimiento
no se ve alterado por la aparición de otro en forma simultánea."
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QUINTO GRADO
PROCEDIMIENTO:
Realiza las tabulaciones completando los cuadros según los datos obtenidos en las
simulaciones.
I. TIRO HORIZONTAL
ALTURA
(m)
Vo
(m/s)
Vx
(m/s)
Vyo
(m/s)
Vyf
(m/s)
Vf
(m/s)
x y t
5 10 10 0 -10.29 10 10.102 0 1.01
10 10 10 0 -14.21 10 14.286 0 1.429
15 10 10 0 -17.15 10 17.496 0 1.75
5 20 20 0 -10.29 20 20.203 0 1.01
10 20 20 0 -14.21 20 28.571 0 1.429
15 20 20 0 -17.15 20 34.993 0 1.79
CUESTIONARIO:
RESPONDE:
1. ¿Cómo es el espacio horizontal y el tiempo cuando la Vo es 10 m/s y la altura es 5, 10 y
15 m?
Altura 5: EH: 10.1m
Altura 10: EH: 14.29m
Altura 15: EH: 17.5m
2. Compara la Vyf cuando la Vo es 10m/s y 20 m/s y la altura es 5 y 10 m. Fundamenta.
Si la altura es la misma en este caso: 5m. aunque la velocidad inicial varíe ya sea
10 o 20 m/s la VyF sera la misma: -10.29.
Y lo mismo sucede con la altura 10m y las velociades inciales 10 o 20m/s ya que su
VyF es el mismo: -14.21.
II. TIRO PARABÓLICO
ANGULO Vo
(m/s)
Vx
(m/s)
Vyo
(m/s)
Vyf
(m/s)
H x y T
25 10 9.06 4.23 -4.23 0.911 7.817 0 0.862
10 10 9.85 1.74 -1.74 0.154 3.49 0 0.354
15 10 9.66 2.59 -2.59 0.342 5.102 0 0.528
25 20 18.13 8.45 -8.45 3.645 31.267 0 1.725
10 20 19.7 3.47 -3.47 0.615 13.96 0 0.709
15 20 19.32 5.18 -5.18 1.367 20.408 0 1.056
CUESTIONARIO:
1. ¿Cómo es la altura máxima y el desplazamiento cuando la Vo es 10 m/s y 20 m/s y el
ángulo se mantiene igual?
Cunado la velocidad inicial aumenta pero se sigue manteniendo el mismo ángulo la
altura maxima incrementa, es mayor
2. Compara la altura máxima , espacio horizontal y tiempo cuando la Vo es 10 m/s y el
ángulo de elevación es 37º, 45º , 53º y 60º.
Mientras el ángulo es mayor y el tiempo es el mismo la altura máxima va disminuyendo Cuando 37°, Hm1.848 Eh 18.22 T1.228
Cuando 45° Hm 2.55 1 Eh10.20 T1.443
Cuando 53° Hm 3.254 Eh 9.8126 T1.63
Cuando 60°Hm 3.827 Eh 8.835 T1.767
3.¿Cómo influye el ángulo en el desplazamiento horizontal y altura en el lanzamiento de
un proyectil?
El ángulo influye enormemente tanto en el desplazamiento como en la altura del
lanzamiento, pues debido a este se puede determinar cuanta distancia o como a
recorrido un proyectil
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CHICLAYO
CAPACIDAD DE ÁREA: INDAGACIÓN Y EXPERIMENTACIÓN
APRENDIZAJE ESPERADO:
Diferenciar la caída libre de los cuerpos de la caída vertical.
Los siguientes applest de java te permitirán comprender cómo es la caída de los
cuerpos en el aire y en el vacío. Puedes cambiar masas, formas, densidades.
MARCO TEÓRICO:
La caída libre es el movimiento en que solo actúa el peso del cuerpo .Eso lo demostró
Galileo al dejar caer desde la torre de Pisa dos esfera una que pesaba mas que la otra y
las dos cayeron juntas
Solo la caída libre se da en el vacío salvo fue la torre de Pisa
La caída libre vertical para alturas pequeñas viene a ser un MRUV y se cumplen sus
mismas leyes
LABORATORIO DE FÍSICA
QUINTO GRADO
CAIDA VERTICAL DE LOS CUERPOS
Observa las gráficas del movimiento. Anota los tiempos. ¿Cuál llegará antes al suelo? ¿El
más pesado? ¿Depende de su forma? ¿De su densidad? ¿O todos caen al mismo
tiempos?
- Cambia la masa y la forma de los cuerpos y observa su caída. Mantener la
densidad constante D = 1 kg/m3
Masa Formas / tiempos
Esférica Apuntada Plana
1 kg 1.6 1.2 1.8
2,5 kg 1.2 1.05 1.3
3 kg 1.15 1 1.25
5 kg 1.05 1 1.1
- Deja caer los cuerpos cambiando de masa , forma y densidad del medio
Densidad Masa Formas / tiempos
Esférica Apuntada Plana
1,2 kg/m3
1 kg
1.7 1.25 1.95
1,65 kg/m3 1.95 1.4 2.25
2,25 kg/m3 2.2 1.55 2.6
2,55 kg/m3 2 kg 1.75 1.3 2
2,85 kg/m3 1 kg 2.45 1.65 2.9
3 kg/m3 5 kg 1.35 1.1 1.5
Responde:
1. ¿Qué cuerpos caen más rápido en un medio de igual densidad?
Los objetos qie tienen forma apuntada o con filo puntudo
2. ¿De qué depende la caída vertical de los cuerpos?
De la gravedad, densidad, peso y forma de los cuerpos.
3. ¿Cómo es la caída de los cuerpos de diferente forma , igual masa en un medio de
distinta densidad?
Es distinta, ya que las formas de los objetos varian y la fuerza de atracción es de
diferente magnitud asi que el modo de atracción es distinta.
4. Si aumentamos la densidad y la masa de los cuerpos , el tiempo empleado es
(menor – igual – mayor)
Es Igual
5. A mayor densidad , igual masa , el tiempo empleado es ( menor – igual – mayor)
Es Mayor
6. Conclusiones:
En el vacío todos los cuerpos caen de la misma manera, por lo que sin importar el
peso que tengan dos cuerpos que dejen caer al mismo tiempo, y desde la misma
altura llegarán al suelo de manera simultánea y quizá de tiempo distinto, ya que
importa mucho la forma del objeto para que este se sienta mas atraido a la
superficie terrestre.
Guía Nº 01:
El movimiento de la moto es la composición de los movimientos de avance y
arrastre
El movimiento resultante es constante, porque el movimiento de la moto y el rio lo
son.
El tiempo que demora la moto en cruzar el río depende de la velocidad que este
último tenga.
Guía Nº 02:
Mientras el ángulo de la proa es mayor, el desplazamiento disminuye y por ende el
tiempo también.
Angulo mayor, más rapidez, en comparación con el ángulo menor.
A mayor ángulo la velocidad resultante disminuye
Cuando el ángulo es recto los componentes “x” & “y” son iguales
Guía Nº 03:
Los ángulos juegan un papel muy importante, para calcular el desplazamiento,
altura y tiempo.
La Vyo de tiro horizontal es cero porque cae de altura.
Para el tiro parabólico el componente en “y” es cero
La Vyo es el opuesto de la Vyf
La altura máxima del tiro parabólico depende del ángulo y de la velocidad inicial
Guía Nº 04:
En conclusión, todos los cuerpos, ya sean grandes o pequeños, en ausencia de
fricción, caen a la tierra con la misma aceleración.
Esta se produce sobre los cuerpos con caída libre un movimiento uniformemente
variado, por lo que su velocidad aumenta en forma constante, mientras que la
aceleración permanece constante.